FISIKA TANAH - soil texture - Spada UNS

27

SOIL TEXTURE

Relative comparison between sand, silt and clay

Sand Silt Clay

Soil particle = Varied size components

Relative comparison of soil single particle

Tekstur tanah sangat penting karena berkaitan dan berdampak pada:

- soil structure - aeration

- water holding capacity - water movement

- nutient storage and soil chemistry - etc

29

Tekstur geluhan (Loam texture)

comparison of sand, silt and clay is balance

Sand Silt Clay

(45 %) (30 %) (25 %) Mudah mengolah

Penyerapan (perpindahan) air baik

Loam soil (physic) belum tentu subur

Dasar subur fisik pada struktur tanah

Tanah remah

Batu (Stones and cobbles)

 > 64 mm (diameter) Kerikil (Gravel )  2 mm – 64 mm

Pasir (Sand)  .05 – 2 mm

Debu (Silt)  .002 – .05 mm Lempung (Clay)  < .002 mm

How to know and measure soil particle size

?

31

?

Particle Size (mm)

Gravel > 2

Coarse sand 0,2 – 2

Fine sand 0,05 – 0,2

Silt 0,002 – 0,05

Clay < 0,002

International System / Atterberg System

0,002 0,05 0,2 2

Gravel Coarse

Fine

Sand Silt

Clay

33

United State Department of Agriculture, Bureau of Soil System

Particle Size (mm)

Gravel > 2

Very coarse sand 1 – 2

Coarse sand 0,5 – 1

Medium sand 0,25 – 0,5

Fine sand 0,1 – 0,25

Very fine sand 0,05 – 0,1

Silt 0,002 – 0,05

Clay < 0,002

0,002 0,05 0,5 2

Gravel

Very coarse

Fine

Pasir Silt

Clay

Coarse Medium

Very fine

1 0,1 0,25

Size (μm) Particle / gr Spesific surface (cm²/g)

2000 – 200 5 x 10² 20

200 – 20 5 x 10⁵ 200

20 – 2 5 x 10⁶ 2000

2 – 0.2 5 x 10¹¹ 20,000 – 20 m²

Ukuran Jumlah Permukaan spesifik Partikel

35

Fraksi maya

(Pseudo / sham particle)

 fraksi debu atau lempung yang membentuk ukuran partikel lebih besar

Etc.

“Pseudosand/Shamsand”

(Pasir maya)

 Fraksi debu yang

membentuk fraksi pasir

37

Primary Particle

Particle Single Circle

Sand

“Skeleton”

Silt Clay

“Skeleton” membentuk agregat karena:

 Organic matter

 Clay  fraksi tunggal primer

 Sesquioksida (Al and Fe oxida / hydroxida)

 Alofan (Oksida Si amorf / koloid)

39

1. Argile lourde (lempung berat) > 60 % clay

2. Argile (lempungan)

> 40 % clay, < 45 % sand, dan < 40 % silt 3. Argile limoneuse (lempung debuan)

> 40 % clay dan > 40 % silt

4. Argile sableuse (lempung pasiran) > 35 % clay dan > 45 % sand

5. Loam limono-argileux (geluh lempung debuan) 27 – 40 % clay dan < 20 % sand

6. Loam argileux (geluh lempungan)

27 – 40 % clay dan 20 – 45 % sand

Soil Texture

7. Loam sablo-argileux (geluh lempung pasiran) 20 – 35 % clay, < 28 % silt, dan > 45 % sand 8. Limon (debuan)

> 80 % silt dan < 12 % clay 9. Loam lomoneux (geluh debuan)

> 50 % silt dan 12 – 27 % clay, atau 50 – 80 % silt dan < 12 % clay

10. Loam (geluhan)

7 – 27 % clay, 28 – 50 % silt, dan < 52 % sand 11. Loam sableux (geluh pasiran)

< 20 % clay, persentase silt 2 x pesentase

clay > 30, dan > 52 % sand; atau < 7 % clay, <

50 % silt, dan 43 – 52 % sand

41

• Loam sableux grossier (geluh pasiran kasar) > 25 % coarse and very coarse and < 50 %

another sand

• Loam sableux (geluh pasiran)

> 30 % coarse, medium and very coarse, but

< 25 % very coarse, and < 30 % fine and very fine

• Loam sableux fin (geluh pasiran halus)

> 30 % fine and < 30 % very fine or 15 – 30 % medium, coarse and very coarse

• Loam sableux très fin (geluh pasiran sangat halus)

> 30 % very fine or > 40 % fine and very fine, that half of very fine, and < 15 % medium,

coarse and very coarse

12. Sable loameux (pasir geluhan)

top limit 85 – 90 % sand, and percentage of silt 1,5 x percentage of clay not less 15 bottom limit not less 70 – 85 % sand, and percentage of silt 2 x percentage

clay not more 30

• Sable grossier loameux (pasir kasar geluhan) > 25 % coarse and very coarse and < 50 % other sand

• Sable laomeux (pasir geluhan)

> 25 % medium, coarse and very coarse and < 50 % fine and very fine

• Sable fin loameux (pasir halus geluhan)

> 50 % fine or < 25 % medium, coarse and very coarse and < 50 % very fine

• Sable très fin loameux (pasir sangat halus geluhan) > 50% very fine

43

13. Sable (pasiran)

> 85 % sand; percentage of silt 1,5 x percentage of clay not more 15

• Sable grossier (pasiran kasar)

> 25 % coarse and very coarse, and < 50 % other sand

• Sable (pasiran)

> 25 % medium, coarse and very coarse, and

< 50 % fine and very fine

• Sable fin (pasiran halus)

> 50 % fine or < 25 % medium, coarse and very coarse, and < 50 % very fine

• Sable très fin (pasiran sangat halus) > 50 % very fine

45

Kecepatan partikel (fraksi) yang mengendap melalui media cair tergantung pada faktor ketetapan dan diameter fraksi

Gaya yang bekerja pada partikel adalah

percepatan gravitasi, gaya mengapung dan gaya gesek

 Partikel terbesar mengendap terlebih dahulu dalam larutan

STOKES LAW

η 9

r2 g d) V 2(dp 



v : velocity

dp : density of particle d : density of liquid

g : gravity acceleration r : radius of particle

η : viscosity of liquid

47

Cara pengukuran (analisis):

1. Analisis mekanik 2. Metode perasaan

Analisis laboratorium:

1. Metode Hydrometer 2. Metode Pemipetan

49

Laboratorium Analyse:

1. Metode Pemipetan

 analisis granuler 2. Metode Hydrometer

 Bouyoucos

η

51

Analisis Granuler

Soil Soil Mineral

+ H₂O₂

Na⁺

Ca⁺⁺

Mg⁺⁺

Na⁺ K⁺⁺

Al⁺⁺⁺

H⁺ H⁺ H⁺ H⁺ H⁺

H⁺

H⁺ H⁺

Na⁺ Na⁺ Na⁺

Na⁺ Na⁺ Na⁺

Na⁺ Na⁺

+ HCl

+ NaOH

Perekat:

1. Clay 2. Humus

3. Sesquioksida

stir

Pemipetan 1 : x = silt + clay Pemipetan 2 : y = lempung

 silt = x – y

 sand = 100 – x

(%)

1. Added H₂O₂ 30%

 Penghilangan bahan organik Reaksi kimia:

H₂O₂ + C  H₂O + CO₂ 2. Added HCl

 Penghilangan kapur Reaksi kimia:

HCl + CaCO₃  HCl+ CaCO₃ 3. Added NaOH

 Pendispersian tanah menjadi fraksi

53

Hydrometer Method - Calgon

- Soil Mixer - Hydrometer

- Erlemenyer/settling cylinder

1. Penambahan calgon pada 50 g tanah 2. Pencampuran/pengadukan larutan

hingaa tanah/agregat menjadi terurai 3. Pemindahan ke settling cylinder

4. Pengadukan larutan dan mendiamkan sekitar 40 detik dan mengukur

menggunakan hydometer

5. Setelah sekitar 2 atau 6 – 8 jam

(tergantung suhu), diukur kembali

55

Metode lapangan

Remas tanah (hancurkan agregat)

Basahi tanah (jika kering) hingga menjadi pasta

Bentuk bola If you can

 Next step

If you can’t

 sandy

Bentuk menjadi pita

If you can

 Next step If you can’t

 Loamy sand

57

Jika pita terbentuk sepanjang < 2,5 cm (sebelum sepanjang itu sudah patah)

Sandy loam Dominan kasar

Silty loam Dominan halus dan

licin

Loamy Terasa seimbang

Jika pita terbentuk sepanjang 2,5 – 5 cm

Sandy clay loam Dominan kasar

Clay loam Dominan halus dan

licin

Loam clay Terasa seimbang

59

Jika pita terbentuk sepanjang > 5 cm

Sandy clay Dominan coarse

Silty clay Dominan halus dan

licin

Clay Terasa seimbang

Lempung (Clay)

Basah (lembab)

Kimia Fisika

Lempung / Clay AKTIF

Kimia dan Fisika

Mengembang H⁺

Ca⁺⁺ Al⁺ K⁺

Mg⁺⁺

Na⁺

Butiran Padatan Mineral